在役自升式平台风暴自存状态强度评估

发布时间：2020-04-09 12:27

【摘要】： 目前我国海洋平台大多数服役年限都比较长,有些平台已经达到或超过了它们原来的设计寿命,正步入其后服役期。这些老龄平台的许多构件已不同程度地产生腐蚀、变形、裂纹、损伤、老化甚至造成结构破坏,从而降低了平台的工作性能,甚至影响平台的作业安全。部分自升式钻井平台还进行了改装,影响结构安全。对这些老龄平台来说,继续服役的最大问题就是结构强度问题。因此,对其进行结构强度安全评估是十分必要的。 本文综述了自升式平台强度评估的技术进展和现状,提出强度分析的计算分析方法。综合考虑影响平台强度的多种因素,应用有限元主、从节点处理方法,根据自升式平台载荷传递特点、结构特征和变形情况,研究了固桩架与桩腿耦合连接的建模问题。 本文以某一自升式平台为例,合理确定桩腿底端的边界条件,以及固桩架与桩腿的相互作用,建立了合理反映平台结构状况的精细三维有限元模型。针对风暴自存工况计算环境载荷,考虑不同的方向,计算风载荷、波流载荷及其他载荷大小和分布。计算得到了平台不同部位的变形分布及应力分布,明确了危险区域。依据中国船级社颁布的相关规范,对平台结构强度和稳定性进行评估。计算了平台整体的自振特性,得到了前六阶固有模态和固有频率,分析了不同海洋环境作用下发生共振的可能性。 通过计算分析表明,围阱区和弦杆强度是平台的制约因素,海底约束对于平台结构应力分布和自振特性有较大的影响。平台自振周期远小于设计波浪周期,发生共振可能性较小。实例结果证明本文采用的有限元模型处理方法真实反映了平台各部位的实际结构状况和受力特征,载荷传递有效可靠,本文的建模方法对同类平台的强度评估和安全可靠性评价具有实际参考价值,计算结果对于平台的安全生产具有指导意义。
【图文】：

[8]。壳体式桩腿由钢板焊接成封闭形的结构，其横断面有圆形和方形两种，如图1-2所示。早期的自升式平台桩腿多为圆柱壳体，它一般适用于60m以内的水深。水深再大，用壳体式桩腿不够经济，主要是波浪力大大增加。桩腿的形状还需与升降装置相配合。有的桩腿上带销孔，以便升降时销子插入；也有的桩腿上带齿块，使桩腿在升降过程中，齿块与旋转销相配合，完成升降动作。图1-2壳式桩腿深水的自升式平台都采用桁架式桩腿。桁架式桩腿由弦杆、斜撑杆和水平撑杆组成，在弦杆上装有齿条。桁架式桩腿是透空式的，，它的截面形状有三角形的，如图1-3所示；也有正方形的，如图1-4所示。

深水的自升式平台都采用桁架式桩腿。桁架式桩腿由弦杆、斜撑杆和水平撑杆组成，在弦杆上装有齿条。桁架式桩腿是透空式的，它的截面形状有三角形的，如图1-3所示；也有正方形的，如图1-4所示。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：P752

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本文编号：2620755